Em um uso inovador de teletransporte, unidades críticas de um processador quântico foram distribuídas com sucesso entre vários computadores, comprovando o potencial de distribuir módulos quânticos sem comprometer seu desempenho.
Embora a transferência tenha ocorrido apenas em um espaço de dois metros (cerca de seis pés) em um laboratório da Universidade de Oxford, o salto foi mais do que suficiente para enfatizar a viabilidade de escalar a tecnologia quântica por meio do teletransporte de estados quânticos através de uma “internet” de sistemas conectados .
O teletransporte é uma peculiaridade da física que só faz sentido através de uma lente quântica, onde os objetos existem em um borrão de características possíveis até que processos de medição os forcem a adotar cada estado.
Ao misturar os estados indecisos de diferentes objetos em um ato conhecido como emaranhamento e, então, escolher cuidadosamente os tipos certos de medições a serem feitas em um deles, é possível usar as respostas para forçar um objeto emaranhado a alguma distância a adotar (e destruir) a identidade quântica do objeto original.
Pode não ser o tipo de teletransporte que transportaria passageiros através do vácuo do espaço num piscar de olhos, mas é perfeito para compartilhar o borrão de informações necessárias para operações lógicas em um processador quântico.
” Demonstrações anteriores de teletransporte quântico se concentraram na transferência de estados quânticos entre sistemas fisicamente separados”, diz o autor principal Dougal Main, físico da Universidade de Oxford.
“Em nosso estudo, usamos teletransporte quântico para criar interações entre esses sistemas distantes.”
Enquanto os computadores clássicos usam interruptores binários de ‘ligar ou desligar’ para executar sequências de cálculos em bits de informação, os computadores quânticos usam distribuições matematicamente complexas de possibilidades conhecidas como qubits, normalmente representadas em uma característica simples de uma partícula sem carga, como um átomo carregado.
Para tornar esse processo prático , centenas ou mesmo milhares dessas partículas precisam ter seus estados ainda não decididos entrelaçados uns com os outros de forma restrita, sem objetos intrusivos interferindo em suas próprias possibilidades e atrapalhando os cálculos.
Escalar a tecnologia atual para esse nível é complicado por obstáculos que exigem processos de correção de erros ou blindagem para preservar os delicados estados quânticos por tempo suficiente para que possam ser medidos.
Ligar vários processadores menores em uma rede para criar um tipo de supercomputador quântico é outra solução. Embora a informação quântica possa ser transmitida na forma de uma onda de luz, o potencial de seu estado ser irreversivelmente corrompido ao longo do caminho a torna uma opção impraticável.
O teletransporte requer o recebimento de medições à moda antiga – por meio de dados binários confiáveis. Uma vez enviadas, as operações na extremidade receptora podem ajustar sua própria partícula emaranhada até que ela efetivamente se pareça com a original.
O importantíssimo borrão quântico do estado de spin teletransportado no experimento da Universidade de Oxford teve uma correspondência de 86% com o original, mais do que bom o suficiente para servir como uma porta lógica para uma operação simples conhecida como algoritmo de Grover , que obteve sucesso com 71% de eficiência nos dois processadores quânticos.
“Ao interconectar os módulos usando links fotônicos, nosso sistema ganha flexibilidade valiosa, permitindo que os módulos sejam atualizados ou trocados sem interromper toda a arquitetura”, diz Main
Ter opções para reestruturar uma rede quântica poderia diversificar as aplicações dessa tecnologia, redirecionando redes de computadores para ferramentas que podem medir e testar a física em seu nível mais fundamental.
Esta pesquisa foi publicada na Nature .
